Hvordan ved vi, om en asteroide på vej mod os er farlig?

Der er mange ting, der udgør en trussel mod vores planet – klimaændringer, naturkatastrofer, og soludbrud, for eksempel. Men især én trussel fanger ofte offentlighedens fantasi, finde sig selv populariseret i bøger og film og jævnligt generere alarmerende overskrifter:asteroider.

I vores solsystem er der millioner af rumsten kendt som asteroider. Størrelsen spænder fra få meter til hundredvis af kilometer, disse objekter er for det meste tilbage fra dannelsen af ​​vores planeter for 4,6 milliarder år siden. De er byggeklodser, der ikke helt nåede ind i fuldgyldige verdener.

Asteroider og andre objekter, der nærmer sig vores sol på mindre end 1,3 astronomiske enheder (1 astronomisk enhed, AU, er Jord-Sol-afstanden) er kendt som nær-Jorden-objekter (NEO'er). Det er genstande, der anses for at udgøre den største risiko for vores planet.

Det er ikke ualmindeligt, at asteroider rammer Jorden. Hundredvis af meteoritter når overfladen af ​​vores planet hvert år, de fleste er for små til at give anledning til bekymring. Men af ​​og til, store sten kan ramme og forårsage skade. I 2013 Chelyabinsk-meteoren eksploderede over Rusland, sårede hundredvis. I den yderste ende af skalaen, 66 millioner år siden, en asteroide udslettede dinosaurerne.

Nu forsøger forskere at finde ud af, hvor meget fare vi kan være i fra fremtidige asteroider, og hvad vi kan gøre for at forhindre betydelig skade på vores planet. Og selvom ingen kendte asteroider i øjeblikket udgør nogen væsentlig trussel mod Jorden (i slutningen af ​​marts 2021, en af ​​de største og bedst kendte asteroider på en mulig kollisionskurs, Apophis, blev udelukket som værende en potentiel fare i mindst 100 år takket være bedre lokalisering af dens kredsløb), løbet er i gang for at sikre, at vi er klar, hvis eller når man gør det.

Opdaget

Efterhånden som vores metoder til at undersøge solsystemet forbedres, flere og flere asteroider bliver opdaget – med omkring 3, 000 NEO'er fundet i 2019. Men der er vigtige huller i vores viden, som stadig mangler at blive besvaret, nemlig hvis vi ser en asteroide på vej, hvordan ved vi, om det er en trussel?

Mens de fleste asteroider, der er større end en kilometer i størrelse, står for, og deres baner vides ikke at påvirke Jorden, mindre asteroider er mindre godt overvåget. Selv en sten på ti meter på tværs kan forårsage betydelig skade, hvis den rammer et befolket område.

Tiden mellem at spotte en ny asteroide, og den rammer vores planet, kan være et spørgsmål om dage, og sådan en asteroide er kendt som en 'forestående slagkraft'.

Dr. Ettore Perozzi fra den italienske rumfartsorganisation (ASI) og kolleger har arbejdet på en måde at hurtigt studere sådanne asteroider i et kort vindue, helst inden for få dage, med deres NEOROCKS-projekt, for at se, hvilken fare de udgør.

"Vi laver et eksperiment for at se, hvor hurtigt vi kan lave en hel kæde af kommandoer, fra alarmering af et nyt objekt til opfølgende observationer, " sagde Dr. Perozzi, en medundersøger på projektet.

Nye opdagelser af asteroider ved mange teleskopundersøgelser rundt om i verden er uploadet til et websted kaldet Minor Planet Center. NEOROCKS-projektet har til formål at øve sig på at følge op på disse opdagelser ved hjælp af mere avancerede teleskoper - som Very Large Telescope i Chile - for at beregne karakteristikaene for en given asteroide, inklusive dens størrelse og hvad den er lavet af.

"Hvis det er lavet af en usammenhængende stenet sammensætning, den når måske ikke engang jorden som en meteorit, " sagde Dr. Perozzi. Men 'hvis asteroiden har en hård struktur, den kan nå jorden og producere en kraterbegivenhed (hvis den er stor nok). Målet er at prøve at se, hvilke af disse begivenheder vi kommer til at stå over for."

Hurtig respons

Mens projektets arbejde har været hæmmet af COVID-19 indtil videre, holdet håber at genoptage deres observationer med hurtig reaktion i det kommende år. I fremtiden, sådan en metode kunne hjælpe os med at forberede os på at evakuere et område, hvis vi vidste, at det var i vejen for en lille asteroide, der stadig var i stand til at forårsage skade.

I tilfælde af at en større asteroide på kollisionskurs med Jorden blev fundet måske år før dens nedslag, imidlertid, vi skal muligvis finde en måde at aflede den væk fra vores planet – og NEO-MAPP-projektet undersøger, hvordan vi kan gøre det.

I november 2021, NASA vil lancere en mission til en dobbeltasteroide kaldet Didymos og Dimorphos for at øve sig i at ændre en asteroides kredsløb. Kaldet Double Asteroid Redirection Test (DART), missionen vil ramme Dimorphos i oktober 2022, forhåbentlig ændrer dets 11,9-timers kredsløb omkring Didymos med flere minutter.

NEO-MAPP vil være involveret i at bruge data fra denne mission, sammen med en planlagt ESA-opfølgningsmission kaldet Hera i 2024, som den er med til at udvikle, for at undersøge, hvor vellykket denne test var. Kendt som en kinetisk impactor, det kunne være en metode, vi en dag bruger til at skubbe en asteroide lidt ud af vores planets vej, år før det skyldes påvirkning.

"Hera vil ankomme til gerningsstedet, efter at DART har gjort sin indvirkning, " sagde Dr. Patrick Michel ved det franske nationale center for videnskabelig forskning (CNRS), projektkoordinator for NEO-MAPP. "Det vil måle resultatet af virkningen og fuldt ud karakterisere begivenheden."

Andre mulige asteroide-afbøjningsmetoder omfatter brug af et rumfartøjs tyngdekraft til forsigtigt at ændre en asteroides kredsløb - en proces, der er meget langsommere end en kinetisk impactor - eller brug af atomeksplosioner til at skubbe en asteroide ud af kurs. Men indtil videre er DART-missionen den eneste planlagte teknologiske demonstration af en afbøjningsteknik - og internationale traktater forbyder den nukleare mulighed.

Rendezvous

Endnu en mission, Japans Hayabusa2, der returnerede prøver af asteroiden Ryugu til Jorden sidste år, er planlagt til at besøge en ekstremt lille asteroide kaldet 1998 KY26 i 2031. På kun 30 meter på tværs, det vil være den mindste asteroide, der nogensinde er besøgt af et rumfartøj - men det er et møde, der kunne give os afgørende information om disse små kroppe.

"Det er et superhurtigt roterende objekt, mindre end ti minutter, " sagde Dr. Michel. "Det er den slags objekt, vi ønsker at forstå. Hvad vil det sige at rotere så hurtigt?" At besvare dette spørgsmål kunne fortælle os, for eksempel, hvordan objektet er i stand til at blive sammen på trods af dets hurtige rotation.

At forstå mindre asteroider – som er svære at spore, men som rammer os oftere end større asteroider – og udvikle hurtige reaktionsteknikker til at evakuere lokale områder i tilfælde af et sammenstød, sideløbende med at teste måder at afbøje større asteroider, vil være afgørende for at beskytte Jorden i fremtiden. Og selvom ingen af ​​de sidstnævnte udgør en fare for tiden, det er afgørende, at vi er forberedt på enhver eventualitet.

"Heldigvis, den berømte dinosaur-dræber-begivenhed er en hændelse én gang for hver 100 millioner år, " sagde Dr. Perozzi. "Men det betyder ikke, at der ikke er flere hyppige og farlige påvirkninger på regional skala. Vi skal være klar."